物聯網在浙江省海水養殖業中的應用研究

王玘玥 周運清

[摘 要]在供給側結構性調整的大背景下，浙江省海水養殖產業得到迅速推進，已呈現出高端化、智慧化、生態化的發展趨勢，現正處于全面推動現代化產業轉型升級的關鍵時期，充分利用物聯網技術可以在海水養殖工程與科研領域中發揮出巨大作用。本文從浙江省海水養殖產業的現狀著手，簡要分析物聯網技術在發展海水養殖產業中的應用意義與應用現狀，針對當今實際應用中存在的問題提出發展建議，為促進浙江省海水養殖產業進一步發展提供一些參考。

[關鍵詞]物聯網;海水養殖;應用發展

[中圖分類號]S951.2 [文獻標識碼]A

1 物聯網技術在浙江省海水養殖業中的意義

浙江省是我國海洋大省，也是漁業強省，海水養殖歷史悠久，整體規模占全國前列。自2011年《浙江海洋經濟發展示范規劃》被批復以來，海水養殖業增速發展，水產養殖種類結構調整加快，單產呈增長趨勢。2015年，全國海水養殖總產量1875.6277萬噸，浙江海水養殖產量93.3431萬噸，位居全國第六位，相較2014年上升明顯。2017年，東海域的浙江與福建兩省的海水養殖產量約占全國總產量的25%。雖然海洋總產值與海洋漁業產量大幅提升，但海水養殖業現在面臨著諸多問題，如養殖水域縮小、養殖無序導致水產品趨同化、海洋環境污染惡化、水產品種病害嚴重等。這說明傳統的海水養殖方式已經不能滿足浙江海洋經濟發展的需求，現代化海水養殖業轉型迫在眉梢。

物聯網作為我國戰略性新興產業的一項重要組成內容，經過十幾年的發展，與漁業領域的應用逐漸緊密結合。當前，水產養殖物聯網系統已在浙江地區進行了部分試點工作，示范基地通過智能傳感與監控設備，將無線通信技術與物聯網感知技術相結合，漁民可通過手機和電腦實時監測養殖漁場的氣象環境與現場狀況，實現對水產品的智能化控制和管理。2017年底，浙江省政府在《關于加快建設海洋強省國際強港的若干意見》中明確表示，加強海水養殖業的物聯網技術創新是海洋漁業未來發展的一大方向。旨在保障海水養殖方式安全高效，提高海水養殖效益，增強水產品的競爭力，最終促使海水養殖業的生產方式從傳統的粗放型、分散化向著現代的精準型、集約化轉型，從而推進可持續化漁業發展。

2 物聯網在浙江海水養殖業的應用現狀

2.1 養殖水域環境智能監控與自動投餌

養殖水域水質的良好程度會直接影響養殖物的生長和水產品的品質。高密度、集約化的海水養殖方式容易使養殖對象的代謝產物和殘餌廢料等滲入水中，引起水質的富營養化，造成污染，破壞水域生態環境。對此，海水養殖智能管理系統可以利用傳感器對水體溫度、溶解氧、pH值、鹽度、氨氮、電導等影響到養殖生物生長的水質和水域環境參數進行實時、分時、定時采集與監測預警，一方面，用無線傳輸的方式處理轉換這些參數指標傳遞給水產養殖技術專家，為水域水質調控提供科學依據，方便專家們遠程指導進行差別化監管;另一方面，養殖戶和監管員可以通過手機、電腦等信息設備隨時在線了解到這些監測參數的變化，并能用手機發送短信到中心平臺遠程控制投餌機、增氧機、卷揚機等設備和設施，實現多個養殖場定時定量投喂、缺氧飼料自動報警、系統故障自動預警，從而減少殘餌廢料對養殖水體的污染，保證水產品質量。

2.2 海水養殖區域管理監控

物聯網在海水養殖區域管理上的應用主要有兩個：一是養殖區域氣象環境檢測系統。浙江海水養殖業的發展很容易受到臺風、暴潮等自然災害的影響。通過數字化管理系統對風向風速、太陽光照、雨量、氣壓、氣溫和干濕度等影響氣候的數據進行監測采集并分析，提供氣象預報給養殖提醒要做好防護措施，為保證不同氣候環境下都能獲得良好的養殖條件輸出數據支持。二是養殖區管理視頻監控系統。在一些像是園區出入口之類的重要養殖生產管理場所設置該系統，設置旋轉攝像頭對生產管理現場、養殖過程、設備運行情況、養殖區域安保進行全時段全方位的監控，并可以與其它系統相對接，在監控中心、電腦、手機等信息設備可以同時接收實時視頻畫面進行遠程管理控制，確保養殖生物與生產管理過程的安全。據2016年的有關報道，臺州三港海水養殖專業合作社在使用的基于水產養殖物聯網的智能型灌溉系統，可自動采集氣象信息、生產現場和水下視頻圖像，并通過無線傳輸方式將信息上報到監控中心或云服務器。自上半年從溫州貝類研究所引進后，養殖魚塘的畝產值預計從原先的2至3萬元增加到10萬元。

2.3 海水養殖生物生長狀況監控與疾病預警

在養殖水域下安裝水下視頻監控設備監控魚、蝦、蟹、貝、藻等生物的生長生活情況，根據生產需求對水域環境、養殖密度、餌料投喂量、養殖對象攝食量等參數指標進行分析，實現差別化精細化管理、節能減排、科學喂養，便于控制水產生物的生長。另外，該系統包含的驅動裝置和載體裝置可以輕松移動到養殖水域中的任意位置對養殖對象全程實時監控，即便是高渾濁水域也可以利用水下微光攝像技術獲得清晰的目標視頻和圖像，養殖戶隨時隨地可以在移動設備上獲取這些精準信息。在監控養殖生物過程中若是發現疾病，也能盡快采取措施診斷病癥并有針對性地提出治療方案，甚至可以實施網絡視頻會診。

2.4 水產品質量安全可追溯體系

物聯網可以在海水養殖產品的加工、生產及銷售等環節全程追蹤，即水產品質量安全追溯平臺。海水產品質量安全可追溯體系建設工作以海水養殖與水產品流通兩個環節為主。海水養殖場的技術人員可以利用質量安全追溯設備完善水產品養殖基地信息、養殖記錄、銷售記錄等信息網絡電子化統一生成RFID標簽。水產品被運輸專用車從養殖基地運輸到超市專銷點、批發市場、農貿市場等需要實名制的產品質量可追溯的銷售場所時，工作人員用RFID手持終端掃描包裝箱的RFID標簽進行入庫作業，將入庫信息以EPCIS事件形式上傳到配送中心的服務器中，對接產品質量檢測為合格后，這些水產品會生成二維碼，擁有帶有產品標識的“電子身份證”。消費者可以通過手機掃描二維碼或網站查詢等實名可追溯方式獲取該產品的養殖產地、生產商、生產日期、保質期、RFID等一系列的信息查找責任主體，做到產品質量可追溯。截至2017年底，浙江省已經有16家試點單位完成水產品質量安全追溯體系建設任務。

2.5 海水養殖移動管理

由于養殖場有著地域廣、人員分散、設備不集中等一系列特征，用移動設備來管理監控漁場的重要性尤為凸顯，基于物聯網技術的養殖移動管理系統可以給養殖人員與技術員帶來極大的便利。例如浙江嘉興市秀洲區的養殖戶們使用的漁業技術遠程服務與管理系統，是由區級聯網服務管理平臺、企業應用平臺和養殖戶手機客戶端組成，通過移動互聯網，只需運行手機上的APP軟件，養殖戶們便可足不出戶隨時查看養殖漁場的監控視頻獲取養殖漁場的各項信息，按下智能管理圖標來遠程控制增氧設施、自動投餌機等。該系統還加入了生產管理功能，可以詳細錄入魚苗、飼料使用和產品流向等歷史記錄數據，生成二維碼標識，實現產品的可溯源。同時，還可以開通水產養殖技術服務和漁業資訊查詢等功能，便于水產養殖戶獲取市場、政策、技術等資訊，并可以在線與其他養殖戶、技術專家互動交流。

3 物聯網在浙江省海水養殖業中存在的主要問題

目前，物聯網技術在浙江省海水養殖業中的應用還處于探索試驗階段，主要存在以下三個問題：首先，基于水產養殖物聯網的傳感器設備和相關應用產品研發理念落后，缺乏自主研發能力，實用性停留于表面，實際使用效果與海水養殖業的融合度不夠，產品質量遠落后于美國、挪威等國家。其次，相關硬件設施條件差、養殖人員高新技術運用能力有限導致海水養殖物聯網系統的推廣難度較大。浙江省大多海水養殖場地處位置較分散，部分地段的網絡通信和供電環境相對較差，以水質傳感器為例的多數應用對系統穩定性的要求和價格又高，低端產品可靠性差，無法滿足水產養殖業的當前需求。另外，物聯網各個系統對接復雜且需經常維護，現在又很多的養殖人員技術能力與素質，難以掌握相關技術。最后，沒有統一的行業標準可遵循和一套標準可擴展的物聯網體系構架。企業與部門在各自的平臺上開發應用，物聯網基礎設施無法兼容共享，也無法對相應的技術指標和應用效果進行正確評價。

4 浙江省海水養殖物聯網的發展建議

4.1 加強海水養殖物聯網相關技術和軟硬件的自主研發能力

我國物聯網技術自主研發速度遠不及國外，關鍵技術掌握與核心分析模型成熟度較低，但發展潛力巨大。在構建復雜的水產養殖物聯網網絡架構時，要結合海水養殖產業實際，緊跟世界傳感器研發前沿，加大對核心技術與設備的研究，設立水產相關感知技術研發項目。最終自主研發一批物聯網產權技術產品，并努力實現批量化生產，降低生產成本。對此，支持浙江省政府完善海水養殖物聯網的技術與行業標準，開展全省海洋科研平臺整合，使參與技術開發應用的企業和科研單位可以共享一個統一的研發平臺。積極建設杭州國家自主創新示范區、浙東南自主創新示范區和舟山科學城等科技創新平臺，爭取在高性能、低耗能、低價格傳感器的核心研發技術上取得突破。

4.2 扶持智慧海水養殖產業鏈的形成

“物聯網+”型產業的發展已成為當前我國產業模式創新的基本導向，這也是傳統海水養殖業向智慧型轉變的必然趨勢。浙江省政府要制定智慧海水養殖產業建設規劃，大力發展信息服務業，積極引導浙江省水產養殖物聯網產業發展聯盟建立，培育具有持續創新能力和完整配套能力的企業集群，積極引進擁有技術優勢、品牌優勢和市場優勢的國內外知名物聯網科研機構和企業、海洋經濟大數據服務提供商，促使本地IT企業和傳統企業也向著物聯網相關企業轉型，共同構建海水養殖物聯網產業鏈。

4.3 加強對養殖人員的應用培訓并引進專業技術人才

海水養殖物聯網是一項全新技術，現階段不但基層養殖戶與農技人員缺少物聯網專業知識，而且專業從事物聯網建設和運營維護的技術人才匱乏。在推廣市場的物聯網應用的過程中，浙江省各地政府有必要建設海水養殖合作社來對基層人員進行規范化的培訓與指導，傳授專業的養殖技術與注意事項，提高當地養殖技術人員的物聯網應用水平，避免盲目養殖和智能設備操作失誤帶來的經濟損失。同時，要深入貫徹實施《浙江省海洋科技人才發展規劃（2012年—2020年）》，建立高技術人才引進綠色通道，組織涉海企業參與海內外引才活動，大力引進核心技術人才。

目前，浙江的海水養殖物聯網建設與應用發展還處于初步階段，存在著許多問題與不完善，但這是現代海洋漁業轉型的必然趨勢。相信在不久的將來，更加完善的物聯網技術應用會促進浙江海水養殖業的發展，為漁民增收、為海洋漁業增效。

[參考文獻]

[1] 王孟杰.浙江海洋漁業的發展及特征分析[J].特區經濟，2018（11）.

[2] 馮清先.物聯網技術在我國水產養殖上的應用發展對策研究[J].農業與技術，2017（02）.

[3] 周洵，楊麗麗.物聯網與中國漁業[J].中國水產，2015（02）.

[4] 高嬌，茍曉萌.物聯網技術在水產養殖中應用的優勢及問題研究[J].鄉村科技，2018（16）.

[5] 明晶.物聯網技術在水產養殖中應用的必要性分析[J].南方農業，2018（11）.

[6] 張玫，霍增輝.浙江省海水養殖業發展特征及路徑[J].江蘇農業科技，2014（05）.

[7] 鄭薦平.充分發揮海洋優勢 打造海上浙江強省[J].浙江經濟，2014（18）.